(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に処理を施す基板処理装置であって、
基板を支持する支持部と、
前記支持部に支持される基板の回転中に被処理面に向けてＩＰＡ微小液滴を噴出して前記被処理面に衝突させることにより前記被処理面を洗浄するノズル部と、
を備え、
前記ノズル部が、
液相のＩＰＡを所定の混合位置に向けて噴出するＩＰＡ噴出口と、
前記ＩＰＡ噴出口の周囲に円環状に開口しており、不活性ガスを前記混合位置に向けて噴出するガス噴出口と、
を有する外部混合型二流体ノズルであり、
前記液相のＩＰＡと前記不活性ガスとが噴出直後に前記混合位置にて混合されることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
基板に処理を施す基板処理装置であって、
基板を支持する支持部と、
前記支持部に支持される基板の回転中に被処理面に向けてＩＰＡ微小液滴を噴出して前記被処理面に衝突させることにより前記被処理面を洗浄するノズル部と、
を備え、
前記ノズル部が、
液相のＩＰＡを所定の混合位置に向けて噴出するＩＰＡ噴出口と、
前記ＩＰＡ噴出口の周囲に円環状に開口しており、不活性ガスを前記混合位置に向けて噴出するガス噴出口と、
を有する外部混合型二流体ノズルであり、
前記ノズル部が、前記液相のＩＰＡと前記不活性ガスとを混合することにより、前記ＩＰＡ微小液滴を生成し、
前記ノズル部の先端が導電性樹脂により形成され接地されることを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
基板に処理を施す基板処理装置であって、
基板を支持する支持部と、
前記支持部に支持される基板の回転中に被処理面に向けてＩＰＡ微小液滴を噴出して前記被処理面に衝突させることにより前記被処理面を洗浄するノズル部と、
前記支持部の周囲を覆う静電気放電防止用の略円筒状の仕切部材と、
を備え、
前記ノズル部が、
液相のＩＰＡを所定の混合位置に向けて噴出するＩＰＡ噴出口と、
前記ＩＰＡ噴出口の周囲に円環状に開口しており、不活性ガスを前記混合位置に向けて噴出するガス噴出口と、
を有する外部混合型二流体ノズルであり、
前記ノズル部が、前記液相のＩＰＡと前記不活性ガスとを混合することにより、前記ＩＰＡ微小液滴を生成することを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の基板処理装置であって、
前記仕切部材の直径が７００ミリメートル未満であることを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の基板処理装置であって、
前記ノズル部の先端が導電性樹脂により形成され接地されることを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項２ないし５のいずれかに記載の基板処理装置であって、
液相のＩＰＡを貯留するＩＰＡ供給部と、
前記ＩＰＡ供給部からのＩＰＡを純水にて希釈する混合手段と、
をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
請求項２ないし６のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記支持部の周囲において基板の被処理面側から裏面側へと向かう気流を発生する気流発生手段をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】
基板に処理を施す基板処理装置であって、
基板を支持する支持部と、
液相のＩＰＡを貯留するＩＰＡ供給部と、
前記ＩＰＡ供給部からのＩＰＡを純水にて希釈する混合手段と、
前記支持部に支持される基板の回転中に、前記混合手段からのＩＰＡからＩＰＡ微小液滴を生成するとともに被処理面に向けて噴出して前記被処理面に衝突させることにより前記被処理面を洗浄するノズル部と、
前記支持部の周囲において基板の被処理面側から裏面側へと向かう気流を発生する気流発生手段と、
を備え、
前記ノズル部が、
液相のＩＰＡを所定の混合位置に向けて噴出するＩＰＡ噴出口と、
前記ＩＰＡ噴出口の周囲に円環状に開口しており、不活性ガスを前記混合位置に向けて噴出するガス噴出口と、
を有する外部混合型二流体ノズルであることを特徴とする基板処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載の基板処理装置であって、
前記ノズル部の先端が導電性樹脂により形成され接地されることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１０】
請求項１、２並びに請求項８、９のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記支持部の周囲を覆う静電気放電防止用の略円筒状の仕切部材をさらに備え、
前記仕切部材の直径が７００ミリメートル未満であることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１１】
請求項１、２並びに請求項８、９のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記支持部および前記ノズル部が内部に配置され、基板の被処理面に垂直な方向に伸びる筒状のカバーをさらに備え、
基板の被処理面に平行な方向に関して前記カバーの最小幅が７００ミリメートル未満であることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記ノズル部を基板の被処理面に沿って揺動させる揺動機構をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記ノズル部の先端と基板の被処理面との距離が５ミリメートル以上５０ミリメートル以下とされることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記ノズル部の噴出方向が基板の被処理面となす角が４５度以上であることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１５】
請求項１ないし１４のいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記ノズル部から噴出されるＩＰＡ微小液滴の速度が、秒速１０メートル以上３００メートル以下であることを特徴とする基板処理装置。
【請求項１６】
請求項１ないし１５のいずれかに記載の基板処理装置であって、
基板に向けて処理液を吐出する吐出部をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
基板にＩＰＡを用いて処理を行う基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体基板やガラス基板（以下、「基板」という。）に様々な処理液を供給して基板に処理を施す基板処理装置が使用されている。基板処理においては洗浄処理も重要な役割を果たしており、ブラシ等を利用して物理的に基板表面のパーティクルを除去する物理洗浄や薬液を用いて基板表面を洗浄する化学洗浄等が行われている。
【０００３】
また、近年、物理洗浄で問題となっている基板上のパターン破壊を防止しつつ化学洗浄よりも洗浄効果が優れている洗浄方法として、純水の微小液滴を基板に向けて噴出する手法が提案されている。この洗浄方法では、微小液滴が基板に向かって高速に噴出されるため、純水の微小液滴が帯電し基板上の素子に影響を与える恐れがある。そこで、帯電防止のために比抵抗の低い純水（例えば、炭酸ガスを溶解した純水）が洗浄液として使用されている。
【０００４】
一方、基板処理装置においては、従来よりイソプロピルアルコール（以下、「ＩＰＡ」という。）が洗浄後の基板の乾燥に多く利用されている。例えば、特許文献１では、基板上にＩＰＡを吐出して基板処理に用いられた処理液や純水等をＩＰＡと置換することにより、乾燥染みを残すことなく基板を乾燥する技術が開示されている。また、特許文献２では、気体および液体を混合するノズルを用いて微小液滴にされたＩＰＡを所定間隔にて積層配置された基板を収容する処理空間に噴霧し、処理空間に漂うＩＰＡにより基板に付着した純水等を置換する手法が提案されている。
【特許文献１】特開平１１−１６２８９８号公報
【特許文献２】特開２００１−７７０７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、半導体装置の層間絶縁膜として撥水性を有する、あるいは、空孔を有する多孔質膜等の誘電率の小さい膜が注目されている。しかしながら、撥水性を有する低誘電膜の場合、表面張力が大きい純水では膜の表面を十分に洗浄することができず、多孔質膜の場合は水そのものを嫌うため、これらの膜に対しては純水による洗浄は好ましくない。
【０００６】
また、微小液滴を基板に向けて噴出する洗浄方法において炭酸ガスを溶解した比抵抗の低い純水が用いられた場合には、基板上の銅配線等が腐食する可能性があり、配線の微細化が進む半導体装置においてはその影響が無視できなくなってきている。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、純水以外の洗浄液により基板の洗浄を行うことを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、基板に処理を施す基板処理装置であって、基板を支持する支持部と、前記支持部に支持される基板の回転中に被処理面に向けてＩＰＡ微小液滴を噴出して前記被処理面に衝突させることにより前記被処理面を洗浄するノズル部とを備え、前記ノズル部が、液相のＩＰＡを所定の混合位置に向けて噴出するＩＰＡ噴出口と、前記ＩＰＡ噴出口の周囲に円環状に開口しており、不活性ガスを前記混合位置に向けて噴出するガス噴出口とを有する外部混合型二流体ノズルであり、前記液相のＩＰＡと前記不活性ガスとが噴出直後に前記混合位置にて混合される。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、基板に処理を施す基板処理装置であって、基板を支持する支持部と、前記支持部に支持される基板の回転中に被処理面に向けてＩＰＡ微小液滴を噴出して前記被処理面に衝突させることにより前記被処理面を洗浄するノズル部とを備え、前記ノズル部が、液相のＩＰＡを所定の混合位置に向けて噴出するＩＰＡ噴出口と、前記ＩＰＡ噴出口の周囲に円環状に開口しており、不活性ガスを前記混合位置に向けて噴出するガス噴出口とを有する外部混合型二流体ノズルであり、前記ノズル部が、前記液相のＩＰＡと前記不活性ガスとを混合することにより、前記ＩＰＡ微小液滴を生成し、前記ノズル部の先端が導電性樹脂により形成され接地される。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、基板に処理を施す基板処理装置であって、基板を支持する支持部と、前記支持部に支持される基板の回転中に被処理面に向けてＩＰＡ微小液滴を噴出して前記被処理面に衝突させることにより前記被処理面を洗浄するノズル部と、前記支持部の周囲を覆う静電気放電防止用の略円筒状の仕切部材とを備え、前記ノズル部が、液相のＩＰＡを所定の混合位置に向けて噴出するＩＰＡ噴出口と、前記ＩＰＡ噴出口の周囲に円環状に開口しており、不活性ガスを前記混合位置に向けて噴出するガス噴出口とを有する外部混合型二流体ノズルであり、前記ノズル部が、前記液相のＩＰＡと前記不活性ガスとを混合することにより、前記ＩＰＡ微小液滴を生成する。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の基板処理装置であって、前記仕切部材の直径が７００ミリメートル未満である。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項３または４に記載の基板処理装置であって、前記ノズル部の先端が導電性樹脂により形成され接地される。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項２ないし５のいずれかに記載の基板処理装置であって、液相のＩＰＡを貯留するＩＰＡ供給部と、前記ＩＰＡ供給部からのＩＰＡを純水にて希釈する混合手段とをさらに備える。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項２ないし６のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記支持部の周囲において基板の被処理面側から裏面側へと向かう気流を発生する気流発生手段をさらに備える。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、基板に処理を施す基板処理装置であって、基板を支持する支持部と、液相のＩＰＡを貯留するＩＰＡ供給部と、前記ＩＰＡ供給部からのＩＰＡを純水にて希釈する混合手段と、前記支持部に支持される基板の回転中に、前記混合手段からのＩＰＡからＩＰＡ微小液滴を生成するとともに被処理面に向けて噴出して前記被処理面に衝突させることにより前記被処理面を洗浄するノズル部と、前記支持部の周囲において基板の被処理面側から裏面側へと向かう気流を発生する気流発生手段とを備え、前記ノズル部が、液相のＩＰＡを所定の混合位置に向けて噴出するＩＰＡ噴出口と、前記ＩＰＡ噴出口の周囲に円環状に開口しており、不活性ガスを前記混合位置に向けて噴出するガス噴出口とを有する外部混合型二流体ノズルである。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の基板処理装置であって、前記ノズル部の先端が導電性樹脂により形成され接地される。
【００１９】
請求項１０に記載の発明は、請求項１、２並びに請求項８、９のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記支持部の周囲を覆う静電気放電防止用の略円筒状の仕切部材をさらに備え、前記仕切部材の直径が７００ミリメートル未満である。
【００２０】
請求項１１に記載の発明は、請求項１、２並びに請求項８、９のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記支持部および前記ノズル部が内部に配置され、基板の被処理面に垂直な方向に伸びる筒状のカバーをさらに備え、基板の被処理面に平行な方向に関して前記カバーの最小幅が７００ミリメートル未満である。
【００２１】
請求項１２に記載の発明は、請求項１ないし１１のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記ノズル部を基板の被処理面に沿って揺動させる揺動機構をさらに備える。
【００２２】
請求項１３に記載の発明は、請求項１ないし１２のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記ノズル部の先端と基板の被処理面との距離が５ミリメートル以上５０ミリメートル以下とされる。
【００２３】
請求項１４に記載の発明は、請求項１ないし１３のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記ノズル部の噴出方向が基板の被処理面となす角が４５度以上である。
【００２４】
請求項１５に記載の発明は、請求項１ないし１４のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記ノズル部から噴出されるＩＰＡ微小液滴の速度が、秒速１０メートル以上３００メートル以下である。
【００２５】
請求項１６に記載の発明は、請求項１ないし１５のいずれかに記載の基板処理装置であって、基板に向けて処理液を吐出する吐出部をさらに備える。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、ＩＰＡ微小液滴を用いて基板の洗浄を行うことができ、これにより、純水では洗浄困難な基板であっても適切に洗浄を行うことができる。
【００２７】
また、請求項１３ないし１５の発明では基板の被処理面を効率よく洗浄することができ、請求項２、５および９の発明ではＩＰＡ微小液滴の帯電を抑制することができる。
【００２８】
また、請求項３、４、１０および１１の発明では静電気放電を防止することができ、請求項６ないし８の発明では支持部周辺のＩＰＡガスの濃度を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る基板処理装置１の概略構成を示す図である。基板処理装置１は基板９に各種処理液を吐出することによる処理および洗浄を行う装置である。
【００３０】
基板処理装置１は処理される基板９を収容するカップ２、および、カップ２内にて基板９を支持する円盤状の支持部２１を有し、支持部２１は下方の支持部駆動機構２２に接続される。支持部２１の外周上には複数のチャックピン２１１が移動可能に設けられ、チャックピン２１１により基板９が支持部２１上に把持される。支持部駆動機構２２は支持部２１の下面に接続されたシャフト２２１、および、回転軸Ｊ１を中心としてシャフト２２１を回転させるモータ２２２を有する。なお、後述のように（図３参照）、カップ２の側方周囲はカバーで覆われるが、図１ではカバーの図示を省略している。
【００３１】
支持部２１の上方には、基板９の被処理面（上面）に向けてエッチング液等の処理液を吐出する処理液吐出ノズル３が設けられる。処理液吐出ノズル３には処理液供給管３１が接続され、処理液供給管３１は制御弁３１２を介して処理液供給部３２へと接続される。なお、処理液吐出ノズル３は、図示を省略する機構により基板９の被処理面に対して進退可能とされる。
【００３２】
支持部２１の上方には、基板９の被処理面に向けてＩＰＡの微小液滴を噴出するＩＰＡ噴出ノズル４０がさらに設けられる。図１に示すように、ＩＰＡ噴出ノズル４０はアーム４２により支持され、アーム４２はノズル揺動機構４３に接続される。ノズル揺動機構４３は回転軸Ｊ２を中心として回動するシャフト４３１、および、シャフト４３１の一端が接続されたモータ４３２を有し、モータ４３２が制御されることによりＩＰＡ噴出ノズル４０が回転軸Ｊ２を中心に基板９の被処理面に沿って揺動する。
【００３３】
ノズル揺動機構４３はノズル昇降機構４４の昇降ステージ４４１に固定され、昇降可能とされる。ノズル昇降機構４４は、昇降ステージ４４１に固定されたナット４４４がボールねじ４４３に取り付けられ、ボールねじ４４３にモータ４４２が接続された構造となっている。そして、モータ４４２が回転すると、ナット４４４とともに昇降ステージ４４１がガイドレール４４５に沿って滑らかに昇降する。
【００３４】
ＩＰＡ噴出ノズル４０にはＩＰＡ供給管４１１および窒素ガス供給管４１２が接続される。ＩＰＡ供給管４１１は制御弁４１３を介してＩＰＡ混合タンク４１５に、窒素ガス供給管４１２は制御弁４１４を介して窒素ガス供給部４１６にそれぞれ接続される。そして、制御弁４１３，４１４の開閉が制御されることによりＩＰＡ噴出ノズル４０へのＩＰＡおよび窒素ガスの供給が行われる。
【００３５】
また、ＩＰＡ混合タンク４１５には液相のＩＰＡを貯留するＩＰＡ供給部４１７が接続され、液相のＩＰＡがＩＰＡ混合タンク４１５に供給される。さらに、ＩＰＡ混合タンク４１５には純水供給部（図示省略）が接続され、純水供給部より純水が供給されることによりＩＰＡ混合タンク４１５において液相のＩＰＡが所定の濃度に希釈される。これにより、希釈されたＩＰＡがＩＰＡ噴出ノズル４０に供給される。以下、希釈されたＩＰＡを単にＩＰＡと呼ぶ。
【００３６】
基板処理装置１はさらに制御部５を有し、支持部駆動機構２２、ノズル揺動機構４３、ノズル昇降機構４４および制御弁３１２，４１３，４１４が制御部５に接続される。そして、制御部５がそれぞれの動作を制御することにより基板処理装置１による基板９の処理が行われる。
【００３７】
図２はＩＰＡ噴出ノズル４０の縦断面図である。前述のようにＩＰＡ噴出ノズル４０にはＩＰＡ供給管４１１および窒素ガス供給管４１２が接続され、２種類の流体（気体および液体）を混合することにより微小液滴を生成するノズル（以下、このようなノズルを「二流体ノズル」と呼ぶ。）となっている。ＩＰＡ噴出ノズル４０の下方には基板９が位置する。以下、ＩＰＡ噴出ノズル４０の構造およびＩＰＡの微小液滴が生成される様子についての説明を行う。
【００３８】
ＩＰＡ噴出ノズル４０はＩＰＡ供給管４１１が接続される内側ノズル部材４０１を中央に有し、内側ノズル部材４０１の周囲には、窒素ガス供給管４１２が接続される外側ノズル部材４０２が設けられる。内側ノズル部材４０１は中心軸Ｊ３を中心とする円筒状となっており、内側ノズル部材４０１の噴出口４０３（以下、「ＩＰＡ噴出口」という。）は基板９の被処理面に対向するように位置する。これにより、ＩＰＡ供給管４１１から供給されたＩＰＡはＩＰＡ噴出口４０３から中心軸Ｊ３に沿って基板９の被処理面に向かって噴出される。
【００３９】
内側ノズル部材４０１と外側ノズル部材４０２との間には隙間４０５が形成されており、隙間４０５には窒素ガス供給管４１２が接続される。隙間４０５はＩＰＡ噴出口４０３の周囲に円環状に開口しており、開口が窒素ガスの噴出口４０４（以下、「ガス噴出口」という。）となっている。また、中心軸Ｊ３を中心とする隙間４０５の径は、ガス噴出口４０４に向かって小さくなっており、窒素ガス供給管４１２から供給された窒素ガスがガス噴出口４０４から勢いよく噴出される。
【００４０】
噴出された窒素ガスはＩＰＡ噴出口４０３から所定の距離離れた中心軸Ｊ３上の点Ｐ１へと収束するように進み、ＩＰＡ噴出口４０３から噴出されたＩＰＡと点Ｐ１にて混合される。混合により液相のＩＰＡは微小液滴（以下、「ＩＰＡ微小液滴」という。）となり、生成されたＩＰＡ微小液滴は窒素ガスにより高速にて基板９へと向かう。
【００４１】
なお、ガス噴出口４０４の周囲には基板９側に向かって突出する円筒状の突出部４０６が設けられ、突出部４０６によりＩＰＡおよびＩＰＡ微小液滴が外側（中心軸Ｊ３から離れる方向）に広がることが防止される。
【００４２】
このようにして基板９の被処理面に向けて噴出されたＩＰＡ微小液滴は、高速にて被処理面と衝突することから、被処理面上のパーティクルを物理的に除去することが可能となる。また、基板９の被処理面上に撥水性の高い、あるいは、多孔質の膜が生成されている場合であっても、膜の特性を損なうことなくＩＰＡ微小液滴を被処理面全体に効率よく供給することができる。
【００４３】
以上のように、ＩＰＡ噴出ノズル４０は外部にてＩＰＡと窒素ガスとを混合してＩＰＡ微小液滴を生成する、いわゆる外部混合型の二流体ノズルであり、容易にＩＰＡ微小液滴を生成することができる。
【００４４】
なお、ＩＰＡ噴出ノズル４０の先端を構成する内側ノズル部材４０１および外側ノズル部材４０２はＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂等を利用した導電性樹脂により形成され、かつ、接地される。これにより、ＩＰＡが高速に噴出された際のＩＰＡの帯電が抑制される。さらに、ＩＰＡは電荷を除去する作用を有するため、基板９の被処理面に素子等が形成されていた場合に、静電気による素子へのダメージが抑制される。
【００４５】
また、ＩＰＡ噴出ノズル４０の噴出方向（中心軸Ｊ３の方向）と基板９の被処理面とのなす角は９０度のときに最もパーティクルの除去効率が高く、好ましくは噴出方向と被処理面とのなす角は４５度以上とされる。さらに、除去効率が損なわれず、設計も容易に行うことができるという観点から、ＩＰＡ噴出ノズル４０の先端と基板９の被処理面との距離（噴出口から液滴照射領域までの距離）は、５ｍｍ以上５０ｍｍ以下とされることが好ましい。
【００４６】
図３は、図１において図示を省略するカバー２０とカップ２との関係を示す図である。カバー２０は支持部２１を中心とする筒状（円筒であっても角柱面であってもよい。）となっており、支持部２１に支持された基板９の被処理面に垂直な方向に伸びるようにカップ２に取り付けられる。また、処理液吐出ノズル３およびＩＰＡ噴出ノズル４０はカバー２０の所定の挿入口から挿入されたアームに支持される。
【００４７】
カバー２０の上方には気流を発生するためのファンユニット２３１が設けられ、ファンユニット２３１はＨＥＰＡフィルタ２３２を介してカバー２０内部に基板９の被処理面側から裏面側（上方から下方）へと向かう気流を発生させ、カバー２０内のエアは支持部２１の下方に設けられた排気口２３３から排気される。これにより、支持部２１周辺のＩＰＡガスの濃度が低減される。
【００４８】
ここで、ＩＰＡの爆発限界濃度は２．５〜１２．０ｖｏｌ％であり、揮発性の高いＩＰＡはノズルで噴出されるのみで多量に揮発する。実験では、ＩＰＡ噴出ノズル４０にＩＰＡを毎分１００ｃｃで、窒素ガスを毎分１００Ｌ（リットル）で同時に供給した場合に、ＩＰＡの揮発量が２６．６％となることが確認されている。さらに、ファンユニット２３１により毎分１ｍ３のダウンフロー（供給および排気）を行った場合、ＩＰＡガスの濃度が０．７８ｖｏｌ％となり、ＩＰＡガスの濃度が爆発限界濃度を大きく下回ることが確認されている。
【００４９】
また、基板処理装置１におけるカバー２０は基板の被処理面に平行な方向に関して、最小幅が７００ｍｍ未満となる形状とされる。産業安全技術協会発行の静電気安全指針（１９９８年３月改訂、労働産業安全研究所、第５１頁）によれば、空間電荷雲の規模が直径７００ｍｍ未満、または、空間電荷雲の平均電界が１ｋＶ／ｃｍ未満であれば空間電荷雲からのブラシ放電（静電気放電）が防止される。つまり、カバー２０の水平方向に関する最小幅を７００ｍｍ未満としておくことで、カバー２０内の処理空間における静電気放電が確実に防止される。
【００５０】
次に、基板処理装置１の動作の流れについて説明する。図４は基板処理装置１が基板９を処理する動作の流れを示す図である。
【００５１】
まず、予めＩＰＡ混合タンク４１５において希釈前のＩＰＡと純水とが混合されて希釈されたＩＰＡが生成され（ステップＳ１０）、処理する基板９が支持部２１に載置（ロード）される（ステップＳ１１）。その際、カバー２０に設けられた取出口（図示省略）を開くことによりカバー２０内へ基板９が搬入される。なお、別途設けられた昇降機構によりカバー２０が昇降する等して、基板９が支持部２１に載置されてもよい。
【００５２】
次に、制御部５が制御弁３１２を制御することにより処理液吐出ノズル３から所定の処理液が基板９に向けて吐出され（ステップＳ１２）、さらに、支持部駆動機構２２により基板９が回転することにより、処理液が被処理面全体に広がって処理液による処理が行われる。
【００５３】
続いて、制御部５がノズル昇降機構４４を制御し、ＩＰＡ噴出ノズル４０と基板９の処理表面との距離が所定の距離となるまでＩＰＡ噴出ノズル４０を昇降させる。そして、制御部５が制御弁４１３，４１４を制御することによりＩＰＡおよび窒素ガスの流量が調整され、前述のようにＩＰＡ噴出ノズル４０により混合されたＩＰＡ微小液滴が基板９に向けて勢いよく噴出される（ステップＳ１３）。なお、ＩＰＡ微小液滴の噴出に際して基板９の回転は速度制御されつつ継続している。
【００５４】
また、ＩＰＡ微小液滴の噴出に際してノズル揺動機構４３によりＩＰＡ噴出ノズル４０が揺動動作を行う。図５はノズル揺動機構４３によるＩＰＡ噴出ノズル４０の動作の様子を示す図である。
【００５５】
図５に示すように、ノズル揺動機構４３（図１参照）が回転軸Ｊ２を中心としてアーム４２を駆動することにより、アーム４２の先端に固定されたＩＰＡ噴出ノズル４０が基板９上を揺動する。その際、ＩＰＡ噴出ノズル４０が基板９の外縁部と交わる位置（図５中のＰ２およびＰ３で示される点）まで揺動し、かつ、基板９（支持部２１）の回転軸Ｊ１を通過する。このようなＩＰＡ噴出ノズル４０の揺動動作および基板９の回転により、ＩＰＡ噴出ノズル４０からのＩＰＡ微小液滴は基板９の被処理面全体にわたって噴出されることとなり、基板９の被処理面全体の洗浄が行われる。
【００５６】
また、ＩＰＡ微小液滴による洗浄効果を十分に得るために、秒速１０ｍ以上３００ｍ以下の速度で噴出するように制御弁４１３，４１４が制御部５により制御される（図１参照）。これにより、基板９上のパターンを破壊することなく基板９上のパーティクルが効果的に除去される。
【００５７】
なお、基板処理装置１ではＩＰＡ噴出ノズル４０に供給する窒素ガスの流量を毎分５０〜１００Ｌとし、ＩＰＡの流量を毎分１００〜１５０ｍＬとした場合に得られる粒径５〜２０μｍのＩＰＡ微小液滴が使用される。
【００５８】
ＩＰＡ微小液滴の噴出による洗浄が完了すると、制御部５が制御弁４１４を閉じて窒素ガスの供給が停止され、ＩＰＡ噴出ノズル４０から液相のＩＰＡのみが基板９上に噴出（吐出）される（ステップＳ１４）。これにより、基板９の被処理面全域に液相のＩＰＡが満たされる。なお、このとき、基板９の回転が停止されてもよい。その後、支持部駆動機構２２が支持部２１を高速回転させることにより基板９上のＩＰＡが飛散するとともに揮発し、基板９の被処理面に乾燥染みが残ることなく基板９の乾燥が行われる（ステップＳ１５）。
【００５９】
以上、基板処理装置１について説明してきたが、基板処理装置１ではＩＰＡ液滴を基板９に向けて噴出することにより、基板９の被処理面を効率よく洗浄することができるとともに被処理面のパターンを破壊することが抑制される。また、表面張力が水と比較して小さいＩＰＡを用いることにより、撥水性の高い膜が基板の被処理面に成膜されている場合であっても、ＩＰＡが被処理面全体に行き渡り、パーティクルの除去を行うことができる。さらに、洗浄、リンス、乾燥の一連の工程を容易に行うことができる。
【００６０】
図６は本発明の第２の実施の形態に係る基板処理装置のカバー２０ａ内部の様子を示す図である。図６に示す基板処理装置では図１に示す基板処理装置１の処理液吐出ノズル３に代えてブラシ部３ａが設けられる。また、カバー２０ａの内部に配置されるカップ２の上部に支持部２１の周囲を覆うように仕切部材２０ｂが設けられる。仕切部材２０ｂは、支持部２１を中心とする略円筒状となっており、その径は７００ｍｍ未満とされる。これにより仕切部材２０ｂの内部における静電気放電が防止される。また、カップ２の下方には基板９から飛散してカップ２の内側面に沿って下方に流れるＩＰＡ廃液を回収するＩＰＡ回収部２４が設けられる。ＩＰＡ回収部２４により回収されたＩＰＡは別途設けられたフィルタを介する等して再生され、再利用される。
【００６１】
図６における基板処理装置のその他の構成は図１に示す基板処理装置１と同様であり、ＩＰＡ噴出ノズル４０が被処理面と対向して配置され、カバー２０ａ内にはファンユニット２３１からＨＥＰＡフィルタ２３２を介してダウンフローが生じている。
【００６２】
図７は図６に示す基板処理装置が基板９を処理する動作の流れを示す図である。以下、図６（および図１に付す符号）を参照しながら、図７の動作の流れについての説明を行う。
【００６３】
まず、図４に示す動作と同様に希釈されたＩＰＡが生成され（ステップＳ２０）、基板９が支持部２１にロードされる（ステップＳ２１）。そして、制御部５が支持部２１を回転させるとともにブラシ部３ａによりブラシ洗浄が行われる（ステップＳ２２）。ブラシ洗浄終了後、ＩＰＡ噴出ノズル４０よりＩＰＡ微小液滴が基板９に向けて噴出される（ステップＳ２３）。これにより、基板９の被処理面にブラシ洗浄後のさらなる洗浄が行われる。
【００６４】
ＩＰＡ微小液滴による洗浄が終わると、制御弁４１４が閉じて液相のＩＰＡがＩＰＡ噴出ノズル４０から基板９に向けて噴出（吐出）される（ステップＳ２４）。その後、支持部２１を高速に回転させて基板９上のＩＰＡを飛散および揮発させ、基板９の乾燥が行われる（ステップＳ２５）。以上のように、図６に示す基板処理装置ではブラシ部３ａにより物理洗浄を基板９に施した後に、ＩＰＡ微小液滴による洗浄が行われる。
【００６５】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【００６６】
上記実施の形態にて説明したいわゆる外部混合型の二流体ノズルは、内部混合型の二流体ノズルのように内部でパーティクルが発生したり、不要なときにノズル先端から液が滴下してしまうという問題が生じないという長所を有している。
【００６７】
ＩＰＡ混合タンク４１５には予め希釈されたＩＰＡが供給されてもよく、また、ＩＰＡ供給管４１１にミキシングバルブを設けることにより、ＩＰＡ供給管４１１中においてＩＰＡが希釈されてもよい。なお、ＩＰＡは必ずしも希釈される必要はないが、希釈によりＩＰＡの使用量および揮発量を減少させることができる。希釈する場合はＩＰＡの除電効果を維持するために含有濃度が１０％以上とされることが好ましい。また、ＩＰＡ濃度は厳密に均一でなくてもよい。
【００６８】
ＩＰＡ噴出ノズル４０に供給されるガスは窒素ガスに限らず、他の不活性ガスが用いられてもよい。支持部２１が複数設けられ、複数の基板が基板処理装置により並行して処理されてもよい。
【００６９】
カバー２０の形状はおよそ筒状であるならば他の形状であってもよい。仕切部材２０ｂはカップ２の開口と形状を合わせるという点では円筒状であることが好ましいが、他の筒形状であってもよい。なお、カバー２０と仕切部材２０ｂとは厳密に区別されるものではなく、図６に示す仕切部材２０ｂがカバー２０ａ内に配置された内側のカバーとしての役割を果たしてもよい。さらに、カバー２０および仕切部材２０ｂはカップ２と分離して設けられてもよい。カバー２０や仕切部材２０ｂがおよそ筒状であり、かつ、内部（基板９の被処理面を底面とする空間）に直径７００ｍｍの球が入らない形状であるならば、静電気放電の防止という目的を達成することができる。
【００７０】
また、図６に示す基板処理装置において図示を省略するノズル揺動機構４３またはノズル昇降機構４４がカバー２０ａ内部に設けられてもよい。
【００７１】
基板処理装置１には、処理液吐出ノズル３およびブラシ部３ａの両方が設けられてもよく、ＩＰＡ噴出ノズル４０のみが設けられてもよい。また、ブラシによる洗浄以外の洗浄として他の物理洗浄が行われてもよい。基板処理装置１による基板９の処理および洗浄は、基板９の上面への処理および洗浄には限定されず、下面に対して行われてもよい。
【００７２】
ステップＳ１４またはＳ２４における液相のＩＰＡの基板９への吐出は別途設けられたノズルから行われてもよい。また、ステップＳ１４またはＳ２４を省略し、ＩＰＡ微小液滴の噴出の際に基板９に付着したＩＰＡを利用して基板９の乾燥が行われてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】第１の実施の形態に係る基板処理装置の概略構成を示す図である。
【図２】ノズル部の縦断面図である。
【図３】基板処理装置のカバー内部の様子を示す図である。
【図４】基板を処理する動作の流れを示す図である。
【図５】ノズル部の揺動の様子を示す図である。
【図６】第２の実施の形態に係る基板処理装置のカバー内部の様子を示す図である。
【図７】基板を処理する動作の流れを示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１    基板処理装置
３    処理液吐出ノズル
９    基板
２０    カバー
２０ｂ    仕切部材
２１    支持部
４０    ＩＰＡ噴出ノズル
４３    揺動機構
２３１    ファンユニット
４０３    ＩＰＡ噴出口
４０４    ガス噴出口
４１５    ＩＰＡ混合タンク
４１６    ＩＰＡ供給部
Ｐ１    点（混合位置）  
【図１】
0004442911.tif 000002
【図２】
0004442911.tif 000003
【図３】
0004442911.tif 000004
【図４】
0004442911.tif 000005
【図５】
0004442911.tif 000006
【図６】
0004442911.tif 000007
【図７】
0004442911.tif 000008